import java.util.Random;

public class Sort {

    //直接插入排序
    public static void insertSort(int[] arr) {
        for(int i=1;i<arr.length;i++){
            int tmp=arr[i];
            int j=i-1;
            for(;j>=0;j--){
                if(tmp<=arr[j]){
                    arr[j+1]=arr[j];
                }else{
                    break;
                }
            }
            arr[j+1]=tmp;
        }
    }

    //希尔排序
    public static void shellSort(int[] arr){
        int gap=arr.length;
        while(gap>1){
            gap/=2;
            shell(arr,gap);
        }
    }
    //对每组进行插入排序
    public static void shell(int[] arr, int gap){
        for(int i=gap;i<arr.length;i++){
            int tmp=arr[i];
            int j=i-gap;
            for(;j>=0;j-=gap){

                if(tmp<=arr[i]){
                    arr[j+gap]=arr[j];
                }else{
                    break;
                }
            }
            arr[j+gap]=tmp;
        }
    }

    private static void swap(int[] array,int i,int j) {
        int tmp = array[i];
        array[i] = array[j];
        array[j] = tmp;
    }

    //选择排序
    public  static void selectSort(int[] array){
        for(int i=0;i<array.length;i++){
            int minIndex=i;
            for(int j=i+1;j<array.length;j++){
                if(array[j]<array[minIndex]){
                    minIndex=j;
                }
            }
            swap(array,i,minIndex);
        }
    }

    //选择排序指针法
    public static void selectSort2(int[] array) {
        int left = 0;
        int right = array.length-1;
        while (left < right) {
            int minIndex = left;
            int maxIndex = left;
            for (int i = left+1; i <= right ; i++) {
                if(array[i] < array[minIndex]) {
                    minIndex = i;
                }
                if(array[i] > array[maxIndex]) {
                    maxIndex = i;
                }
            }
            swap(array,minIndex,left);
            //防止 第一个是最大值 ，如果和最小的一换，最大值就跑到了原来最小值的位置
            if(maxIndex == left) {
                maxIndex = minIndex;
            }
            swap(array,maxIndex,right);
            left++;
            right--;
        }
    }


    private static void createHeap(int[] array){
        for(int parent=array.length-1-1;parent>=0;parent--){
            siftDown(array,parent,array.length);
        }
    }

    private static void siftDown(int[] array, int parent, int length) {
        int child=2*parent+1;
        while(child<length){
            if(child+1<length&&array[child]<array[child++]){
                child++;
            }
            if(array[parent]<array[child]){
                swap(array,array[parent],array[child]);
                parent=child;
                child=2*parent+1;
            }else {
                break;
            }

        }
    }

    //堆排序
    public static void heapSort(int[] array){
        createHeap(array);
        int end=array.length-1;
        while(end>0){
            swap(array,0,end);
            siftDown(array,0,end);
            end--;
        }
    }

    //冒泡排序
    public static void bubbleSort(int[] array) {
        //i代表的是趟数
        for (int i = 0; i < array.length - 1; i++) {
            boolean flg = false;
            //j来比较 每个数据的大小
            for (int j = 0; j < array.length - 1 - i; j++) {
                if (array[j] > array[j + 1]) {
                    swap(array, j, j + 1);
                    flg = true;
                }
            }
            if (!flg) {
                break;
            }
        }
    }

    private static int middleNum(int[] array,int left,int right) {
        int mid = (left+right)/2;
        if(array[left] < array[right]) {
            if(array[mid] < array[left]) {
                return left;
            }else if(array[mid] > array[right]) {
                return right;
            }else {
                return mid;
            }
        }else {
            //array[left] > array[right]
            if(array[mid] < array[right]) {
                return right;
            }else if(array[mid] > array[left]) {
                return left;
            }else {
                return mid;
            }
        }
    }

    //快速排序
    public static void quickSort(int[] array) {
        quick(array,0,array.length-1);
    }

    private static void quick(int[] array,int start,int end) {
        if (start >= end) {
            return;
        }

        int pivot = partitionHoare(array, start, end);
        quick(array, start, pivot - 1);
        quick(array, pivot + 1, end);
    }

    //Hoare法
    private static int partitionHoare(int[] array,int left,int right){
        int tmp=array[left];
        int i=left;
        while(left< right){
            while (left<right&&array[right]>=tmp){
                right--;
            }
            while (left<right&&array[left]<=tmp){
                left++;
            }
            swap(array,left,right);
        }
        swap(array,i,left);
        return left;
    }

    //挖坑法
    private static int partitionHole(int[] array, int left, int right) {
        int tmp = array[left];
        while (left < right) {
            // 单独的循环 不能一直减到超过最左边的边界
            while (left < right && array[right] >= tmp) {
                right--;
            }
            array[left] = array[right];

            while (left < right && array[left] <= tmp) {
                left++;
            }
            array[right] = array[left];
        }
        array[left] = tmp;
        return left;
    }


    //归并排序
    public static void mergeSort(int[] array) {
        mergeSortFun(array,0,array.length-1);
    }

    private static void mergeSortFun(int[] array,int start,int end) {
        if(start >= end) {
            return;
        }
        int mid = (start+end)/2;
        mergeSortFun(array,start,mid);
        mergeSortFun(array,mid+1,end);
        //合并
        merge(array,start,mid,end);
    }

    private static void merge(int[] array, int left, int mid, int right) {
        int s1 = left;//可以不定义，这样写为了好理解
        int e1 = mid;//可以不定义，这样写为了好理解
        int s2 = mid+1;
        int e2 = right;//可以不定义，这样写为了好理解
        //定义一个新的数组
        int[] tmpArr = new int[right-left+1];
        int k = 0;//tmpArr数组的下标
        //同时满足 证明两个归并段 都有数据
        while (s1 <= e1 && s2 <= e2) {
            if(array[s1] <= array[s2]) {
                tmpArr[k++] = array[s1++];
            }else {
                tmpArr[k++] = array[s2++];
            }
        }
        while (s1 <= e1) {
            tmpArr[k++] = array[s1++];
        }
        while (s2 <= e2) {
            tmpArr[k++] = array[s2++];
        }
        //把排好序的数据 拷贝回原来的数组array当中
        for (int i = 0; i < tmpArr.length; i++) {
            array[i+left] = tmpArr[i];
        }
    }


}
